En los oxoácidos, ¿por qué aumenta la fuerza del ácido a medida que aumenta la cantidad de oxígeno unido al átomo central?

En general, es energéticamente desfavorable separar la carga positiva y la negativa. Cuando un ácido neutro se disocia, eso es precisamente lo que está sucediendo: la carga positiva y la negativa se están separando. Por supuesto, cuando el ácido está en el agua, esto podría terminar siendo exergónico, porque el protón y la base conjugada se solvatan por las moléculas de agua. Pero, en general, cuanto más atraído está el protón hacia la base conjugada, más desfavorable es la disociación y más débil es el ácido.

Unir más átomos de oxígeno al átomo central en un oxiácido ayuda a distribuir la carga negativa de la base conjugada en un mayor número de átomos. Esto hace que el protón se atraiga con menos fuerza a cualquiera de los átomos de oxígeno en la base conjugada. Por lo tanto, obtienes un ácido más fuerte.

Ahora, para la mayoría de las series de oxiácidos, de hecho es el caso de que más átomos de oxígeno -> mayor acidez. Considere por ejemplo,

ácido hipocloroso, HClO, pKa = 7.53
ácido cloroso, HClO2, pKa = 1.96
ácido clorhídrico, HClO3, pKa ~ -1
ácido perclórico, HClO4, fuerte

Pero hay una serie en particular que desafía la tendencia:

ácido hipofosforoso, H3PO2, pKa = 1.2
ácido fosforoso, H3PO3, pKa = 1.3
ácido fosfórico, H3PO4, pKa = 2.15

¿Qué hace que esta serie sea tan diferente? Sugerencia: busque sus estructuras de Lewis.

La fuerza del ácido depende de la fuerza de enlace del enlace OH en el ácido y la estabilidad de la base conjugada. A medida que aumenta el número de átomos de oxígeno en los oxoácidos, habrá más átomos de oxígeno electronegativos para alejar la densidad de electrones del enlace OH, debilitándolo y haciendo que se rompa más fácilmente. Además, dicho efecto inductivo puede extraer la densidad de carga de la base conjugada, estabilizándola aún más. Por lo tanto, los oxoácidos se vuelven más fuertes cuando hay más átomos de oxígeno en el ácido. Sin embargo, esto no es aplicable si los oxoácidos no son todos monopróticos o dipróticos.

Los ácidos fuertes son aquellos que se disocian en gran medida en solución.

Cuando el átomo central permanece constante pero aumenta el número de átomos de oxígeno que rodean a ese átomo central, los átomos de oxígeno agregados alejan los electrones del átomo central. Esto hace que el átomo central sea más positivo. Por lo tanto, la lata del átomo central es capaz de extraer electrones más efectivamente del enlace O-H. A medida que disminuye la densidad electrónica del enlace O-H, el enlace se vuelve más polar.

A medida que el O-H se vuelve más polar, el oxoácido se disuelve más fácilmente en agua (se disocia en mayor medida). Por lo tanto, la fuerza del ácido aumenta a medida que aumenta el número de oxígeno unido al átomo central.

La respuesta más simple …
Con el creciente número de átomos de oxígeno, el estado de oxidación del halógeno también aumenta. De esta manera, los electrones de unión se alejan del hidrógeno y, finalmente, aumenta la tendencia a perder un protón.

gracias a todos. El fósforo tiene una afinidad especialmente alta por el oxígeno, y dos de ellos tienen múltiples enlaces con el oxígeno. En general, si un oxiácido pierde un protón, la base conjugada resultante se estabiliza por resonancia que se convierte en ácido más fuerte. en ácido fosfórico si la base conjugada participa en la resonancia, el carácter P = O disminuye y, por lo tanto, la energía de estabilización debida a P = O disminuye. eso es H3PO4 muestra menos fuerza ácida que H3PO3 que H3PO2

Los oxoácidos tienen oxígeno y al menos un grupo OH unido al átomo metálico central.

El factor determinante para la fuerza relativa de un oxácido tiene que ver con el estado de oxidación del átomo central (carácter positivo), así como con el número de átomos de O alrededor de ese átomo central.

A medida que aumenta la cantidad de oxígeno

  1. Aumenta el estado de oxidación del metal.
  2. el oxígeno es electronegativo, retira la densidad de electrones y desarrolla más delta positivo en el metal.

Por lo tanto, el metal atrae más densidad de electrones del OH, haciéndolo ácido.

Ahora, a medida que aumenta la cantidad de oxígeno, aumenta la acidez.

ahora puedes tomar algunos ejemplos y trabajar en ello

La fuerza del ácido, medida por el pH, no aumenta directamente como resultado del número de átomos de O unidos al átomo central, depende del número de enlaces OH ionizables. Por lo tanto, tenemos [matemáticas] H_ {3} PO_ {4} y H_ {2} SO_ {4} [/ matemáticas], ambas tienen cuatro átomos de O unidos a los átomos centrales de P y S respectivamente, pero el ácido fosfórico es tribásico debido a tres enlaces OH en comparación con los dos de sulfúrico.

  • El oxígeno es el segundo elemento más electronegativo.
  • Y a medida que aumenta el electronegativo, hay más atracción en el átomo central
  • Y a medida que aumenta la atracción, aumenta la carga positiva
  • Y para resolver tales consultas, recuerde siempre los fundamentos generales “aumenta la acidez al retirar electrones”
  • Significa tanto como el tirón experimentado debido a un elemento electronegativo que intenta retirar el electrón y, por lo tanto, para el oxoácido como no. De los aumentos de oxígeno hay un aumento en la acidez de cualquier contenido.